干膜光致抗蝕劑的技術條件

1、干膜光致抗蝕劑的技術條件印制電路制造者都希望選用性能良好的干膜，以保證印制板質(zhì)量，穩(wěn)定生產(chǎn)，提高效益。生產(chǎn)干膜的廠家也需要有一個標準來衡量產(chǎn)品質(zhì)量。為此在電子部、化工部的支持下，1983年在大連召開了光致抗蝕干膜技術協(xié)調(diào)會議，制定了國產(chǎn)水溶性光致抗蝕干膜的總技術要求。近年來隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，印制板的精度密度不斷提高，為滿足印制板生產(chǎn)的需要，不斷推出新的干膜產(chǎn)品系列，性能和質(zhì)量有了很大的改進和提高，但至今國產(chǎn)干膜的技術要求還沒 有修訂?，F(xiàn)將83年制定的技術要求的主要內(nèi)容介紹如下，雖具體數(shù)字指標已與現(xiàn)今干膜產(chǎn)品及應用工藝技術有差距，但作為評價干膜產(chǎn)品的技術內(nèi)容仍有參考價值。外觀使用干膜時，首

2、先應進行外觀檢查。質(zhì)量好的干膜必須無氣泡、顆粒、雜質(zhì)；抗蝕膜厚度均勻；顏色均勻一致；無膠層流動。如果干膜存在上述要求中的缺陷，就會增加圖像轉移后的修版量，嚴重者根本無法使用。膜卷必須卷繞緊密、整齊，層間對準誤差應小于1mm，這是為了防止在貼膜時因卷繞誤差而弄臟熱壓輥，也不會因卷繞不緊而出現(xiàn)連續(xù)貼膜的故障。聚酯薄膜應盡可能薄，聚酯膜太厚會造成曝光時光線嚴重散射，而使圖像失真，降低干膜分辨率。聚酯薄膜必須透明度高，否則會增加曝光時間。聚乙烯保護膜厚度應均勻，如厚度不均勻將造成光致抗蝕層膠層流動，嚴重影響干膜的質(zhì)量。 干膜外觀具體技術指標如表71所述： 表71 干膜外觀的技術指標指標名稱指 標 一級

3、 二級 透明度透明度良好，無渾濁。透明度良好，允許有不明顯的渾濁。色澤淺色，不允許有明顯的色不均勻現(xiàn)象。淺色，允許有色不均勻現(xiàn)象，但不得相差懸殊。氣泡、針孔不允許有大于0.1mm的氣泡及針孔不允許有大于0.2mm的氣泡及針孔，0.10.2mm的氣泡及針孔允許20個平方米。指標名稱指 標 一級 二級 凝膠粒子不允許有大于0.1mm的凝膠粒子。不允許有大于0.2mm的凝膠粒子，0.10.2mm的凝膠粒子允許15個平方米機械雜質(zhì)不允許有明顯的機械雜質(zhì)。 允許有少量的機械雜質(zhì)。劃傷 不允許。允許有不明顯的劃傷。流膠不允許。允許有不明顯的流膠。折痕不允許。允許有輕微折痕。光致抗蝕層厚度一般在產(chǎn)品包裝單或

4、產(chǎn)品說明書上都標出光致抗蝕層的厚度，可根據(jù)不同的用途選用不 同厚度的干膜。如印制蝕刻工藝可選光致抗蝕層厚度為25m的干膜，圖形電鍍工藝則需選光 致抗蝕層厚度為38m的干膜。如用于掩孔，光致抗蝕層厚度應達到50m。干膜厚度及尺寸公 差技術要求如表72。表72 干膜的厚度及尺寸公差規(guī)格名稱標稱尺寸公 差一級二級厚度(um)聚酯片基光致抗蝕層聚乙烯保護膜總厚度253025、38、502530 75110 3255105 330510165 寬度(mm) 485,3005長度(m) 100聚乙烯保護膜的剝禺性 要求揭去聚乙烯保護膜時，保護膜不粘連抗蝕層。貼膜性 當在加熱加壓條件下將干膜貼在覆銅箔板表面

5、上時，貼膜機熱壓輥的溫度105土10，傳送速度0.91.8米分，線壓力0.54公斤/cm，干膜應能貼牢。 光譜特性 在紫外可見光自動記錄分光光度計上制作光譜吸收曲線(揭去聚乙烯保護膜，以聚酯 薄膜作參比，光譜波長為橫坐標，吸收率即光密度d作縱坐標)，確定光譜吸收區(qū)域波長及安 全光區(qū)域。技術要求規(guī)定，干膜光譜吸收區(qū)域波長為310440毫微米(nm)，安全光區(qū)域波長 為460毫微米(nm)。高壓汞燈及鹵化物燈在近紫外區(qū)附近輻射強度較大，均可作為干膜曝光的光源。低壓鈉燈主要幅射能量在波長為589.05896nm的范圍，且單色性好，所發(fā)出的黃光對 人眼睛較敏感、明亮，便于操作。故可選用低壓鈉燈作為干膜

6、操作的安全光。感光性 感光性包括感光速度、曝光時間寬容度和深度曝光性等。 感光速度是指光致抗蝕劑在紫外光照射下，光聚合單體產(chǎn)生聚合反應形成具有一定抗蝕、 能力的聚合物所需光能量的多少。在光源強度及燈距固定的情況下，感光速度表現(xiàn)為曝光時間 的長短，曝光時間短即為感光速度快，從提高生產(chǎn)效率和保證印制板精度方面考慮，希望選用 感光速度快的干膜。 干膜曝光一段時間后，經(jīng)顯影，光致抗蝕層已全部或大部分聚合，一般來說所形成的圖像 可以使用，該時間稱為最小曝光時間。將曝光時間繼續(xù)加長，使光致抗蝕劑聚合得更徹底，且經(jīng) 顯影后得到的圖像尺寸仍與底版圖像尺寸相符，該時間稱為最大曝光時間。通常干膜的最佳曝 光時間選

7、擇在最小曝光時間與最大曝光時間之間。最大曝光時間與最小曝光時間之比稱為曝 光時間寬容度。干膜的深度曝光性很重要。曝光時，光能量因通過抗蝕層和散射效應而減少。若抗蝕層對 光的透過率不好，在抗蝕層較厚時，如上層的曝光量合適，下層就可能不發(fā)生反應，顯影后抗蝕 層的邊緣不整齊，將影響圖像的精度和分辨率，嚴重時抗蝕層容易發(fā)生起翹和脫落現(xiàn)象。為使 下層能聚合，必須加大曝光量，上層就可能曝光過度。因此深度曝光性的好壞是衡量干膜質(zhì)量 的一項重要指標。 第一次響應時的光密度和飽和光密度的比值稱為深度曝光系數(shù)。此系數(shù)的測量方法是將 干膜貼在透明的有機玻璃板上，采用透射密度計測量光密度，測試比較復雜，且干膜貼在有機

8、 玻璃板上與貼在覆銅箔板上的情況也有所不同。為簡便測量及符合實際應用情況，以干膜的最 小曝光時間為基準來衡量深度曝光性，其測量方法是將干膜貼在覆銅箔板上后，按最小曝光時 間縮小一定倍數(shù)曝光并顯影，再檢查覆銅箔板表面上的干膜有無響應。在使用5kw高壓汞燈，燈距650mm，曝光表面溫度25土5的條件下，干膜的感光性應 符合如表73要求：表7-3干膜的感光性一級二級最小曝光時間tmin(秒）抗蝕層厚度25m 1020抗蝕層厚度38m 1020抗蝕層厚度50m 1224曝光時間寬容度tmax/tmin21.585深度曝光性（秒）0.25tmin0.5tmin顯影性及耐顯影性干膜的顯影性是指干膜按最佳工

9、作狀態(tài)貼膜、曝光及顯影后所獲得圖像效果的好壞，即電 路圖像應是清晰的，未曝光部分應去除干凈無殘膠。曝光后留在板面上的抗蝕層應光滑，堅實。 干膜的耐顯影性是指曝光的干膜耐過顯影的程度，即顯影時間可以超過的程度，耐顯影性 反映了顯影工藝的寬容度。干膜的顯影性與耐顯影性直接影響生產(chǎn)印制板的質(zhì)量。顯影不良的干膜會給蝕刻帶來困 難，在圖形電鍍工藝中，顯影不良會產(chǎn)生鍍不上或鍍層結合力差等缺陷。干膜的耐顯影性不良， 在過度顯影時，會產(chǎn)生干膜脫落和電鍍滲鍍等毛病。上述缺陷嚴重時會導致印制板報廢。 對干膜的顯影性和耐顯影性技術要求如表74。 表74 干膜的顯影性和耐顯影性溶液溫度 4024021無水碳酸鈉溶 液

10、顯影時間(秒) 抗蝕層厚度25m 6090抗蝕層厚度38m 80100抗蝕層厚度50m 1001201無水碳酸鈉溶液耐顯影時間(分) 53分辨軍 所謂分辨率是指在1mm的距離內(nèi)，干膜抗蝕劑所能形成的線條(或間距)的條數(shù)，分辨率 也可以用線條(或間距)絕對尺寸的大小來表示。干膜的分辨率與抗蝕劑膜厚及聚酯薄膜厚度有關?？刮g劑膜層越厚，分辨率越低。光線透 過照相底版和聚酯薄膜對干膜曝光時，由于聚酯薄膜對光線的散射作用，使光線側射，因而降 低了干膜的分辨率，聚酯薄膜越厚，光線側射越嚴重，分辨率越低。技術要求規(guī)定，能分辨的最小平行線條寬度，一級指標01mm，二級指標0.15mm。 耐蝕刻性和耐電鍍性 技

11、術要求規(guī)定，光聚合后的干膜抗蝕層，應能耐三氯化鐵蝕刻液、過硫酸銨蝕刻液、酸性氯 化銅蝕刻液、硫酸過氧化氫蝕刻液的蝕刻。在上述蝕刻液中，當溫度為50一55時，干膜 表面應無發(fā)毛、滲漏、起翹和脫落現(xiàn)象。在酸性光亮鍍銅、氟硼酸鹽普通錫鉛合金、氟硼酸鹽光亮鍍錫鉛合金以及上述電鍍的各種 鍍前處理溶液中，聚合后的于膜抗蝕層應無表面發(fā)毛、滲鍍、起翹和脫落現(xiàn)象。 去膜性能 曝光后的干膜，經(jīng)蝕刻和電鍍之后，可以在強堿溶液中去除，一般采用35的氫氧化 鈉溶液，加溫至60左右，以機械噴淋或浸泡方式去除，去膜速度越快越有利于提高生產(chǎn)效 率。去膜形式最好是呈片狀剝離，剝離下來的碎片通過過濾網(wǎng)除去，這樣既有利于去膜溶液的 使用壽命，也可以減少對噴咀的堵塞。 技術要求規(guī)定，在35(重量比)的氫氧化鈉溶液中，液溫60土10，一級指標為去膜 時間3075秒，二級指標為去膜時間60一150秒，去膜后無殘膠。 儲存期 干膜在儲存過程中可能由于溶劑的揮發(fā)而變脆，也可能由于環(huán)境溫度的影響而產(chǎn)生熱聚 合，或因抗蝕劑產(chǎn)生局部流動而造成厚度不均勻(即所謂冷流)，這些都嚴重影響干膜的使用。 因此在良好的環(huán)境里儲存干膜是十分重要的。技術要求規(guī)定，干膜應儲存在陰涼而潔凈的 室內(nèi)，防止與化學藥品和放射性物質(zhì)一起存放。儲存條件為：黃光區(qū)，溫度低于27(521 為最佳)，相對濕度50左右